ПРОСТЫЕ ВЫБОРКИ ДАННЫХ
Предположим, что реляционная база данных, состоящая из одной или нескольких таблиц, создана и вы к ней уже подключились. В этом случае типичной практической задачей является получение (извлечение) нужных данных. Например, может потребоваться просто просмотреть все содержимое какой-либо таблицы из базы данных или некоторых ее полей. При этом возможно, вы захотите получить не все записи, а лишь те, которые удовлетворяют заданным условиям. Однако чаще возникает более интересная и сложная задача извлечения данных сразу из нескольких таблиц. Данные из двух и более таблиц необходимо скомпоновать в одну таблицу, чтобы представить ее для обозрения, анализа или последующей обработки. Язык SQL предоставляет для этого широкие возможности, которые мы и рассмотрим.
В результате выполнения выражения на языке SQL (SQL-выражения) создается таблица, которая либо содержит запрошенные данные, либо пуста, если данных, соответствующих запросу, не нашлось. Эта таблица, называемая еще результатной, существует только во время сеанса работы с базой данных и не присоединяется к числу таблиц, входящих в базу данных. Иначе говоря, она не хранится на жестком диске компьютера подобно исходным таблицам базы данных, и поэтому ее еще называют виртуальной.
Выборка данных из нескольких таблиц, их обработка, а также использование подзапросов (запросов, которые нужны в качестве промежуточных для получения окончательного результата) относятся к теме сложных запросов. Здесь мы остановимся на задаче выборки данных из одной таблицы при относительно простых условиях отбора, группировки и сортировки записей. Тем не менее, операторы SQL, применяемые в простых запросах на выборку данных, используются и в сложных запросах, направленных не только на получение, но и на изменение данных. Начните с простого, чтобы потом было легко понять сложное. Материал данной главы относится к фундаментальным темам SQL, хотя многие пользователи баз данных могут им и ограничиться. Последнее вполне вероятно, поскольку материал этой главы сам по себе исключительно практичен.
Все SQL-выражения, предназначенные для выборки данных из существующих таблиц базы данных, начинаются с ключевого слова (оператора) SELECT (выбрать). Для уточнения запроса служат дополнительные операторы, такие как FROM (из), WHERE (где) и др. Сейчас важно понять и запомнить, что результатом выполнения запроса, сформулированного в виде SQL-выражения, является таблица, содержащая запрошенные данные. Эта таблица виртуальна в том смысле, что только представляет результаты запроса и не принадлежит к базе данных. SQL позволяет изменять существующую базу данных — создавать и добавлять к ней новые таблицы, а также модифицировать и удалять уже существующие.
Основное SQL-выражение для выборки данных
Чтобы выбрать из таблицы базы данных требуемые записи, следует, по крайней мере, указать столбцы и имя этой таблицы. Это требование было бы естественно сформулировать так:
ВЫБРАТЬ такие-то столбцы ИЗ такой-то таблицы;
Разумеется, вам может потребоваться выбрать не все записи таблицы, а лишь те, которые отвечают некоторому условию. На практике именно так и бывает. Отложим пока рассмотрение формирования условий отбора записей, а сконцентрируем внимание на выборке всех записей из заданной таблицы. SQL-запрос к базе данных, результатом которого является таблица, полученная из указанной в запросе, но отличающаяся от нее тем, что содержит лишь указанные столбцы, выглядит так:
SELECT списокСтолбцов FROM список Таблиц;
Операторы SELECT (выбрать) и FROM (из) в SQL-выражении, определяющем выборку данных, являются обязательными, т. е. ни один из них нельзя пропустить. SQL-выражение, содержащее только эти операторы, является основным выражением, определяющим запрос к базе данных на выборку данных. В результате выполнения этого запроса создается виртуальная таблица, содержащая указанные столбцы и все записи исходной таблицы.
Оператор SELECT осуществляет проекцию отношения, указанного в выражении FROM, на заданное множество атрибутов (столбцов), указанное в выражении SELECT.
В выражении FROM указывается список имен таблиц базы данных, из которых требуется выбрать данные. В простейшем случае списокТаблиц содержит лишь одно имя таблицы. Если же таблиц несколько, то их имена в списке разделяются запятыми. Если в выражении FROM указано более одной таблицы, то результатная таблица получается из декартового произведения перечисленных в списке таблиц. Иногда это используется для специальных целей, но чаще всего в выражении FROM указывается только одна таблица.
Список столбцов — это перечень имен столбцов, разделенных запятой, как они определены в таблице, указанной в выражении FROM. Разумеется, можно указать все или только некоторые столбцы. Если вы хотите получить все столбцы таблицы, то вместо списка столбцов достаточно указать символ (*). Если в выражении FROM указано несколько таблиц, то в выражении SELECT имена столбцов должны содержать префиксы, указывающие, к какой именно таблице они относятся. Префикс отделяется от имени столбца точкой. Например, выражение Клиенты.Адрес означает столбец Адрес из таблицы Клиенты.
Тривиальный запрос, возвращающий все данные (все столбцы и все записи) из одной таблицы, формулируется так:
SELECT * FROM имяТаблицы;
Основное SQL-выражение может быть дополнено другими операторами, уточняющими запрос. Чаще всего употребляется оператор WHERE (где), с помощью которого можно задать условие выборки записей (строк таблицы). Таким образом, если выражение SELECT задает столбцы таблицы, указанной в операторе FROM, то выражение WHERE определяет записи (строки) из этой таблицы. Выражение, определяющее запрос на выборку данных, находящихся в некоторой таблице, имеет следующий вид:
SELECT * FROM имяТаблицы WHERE условиеПоиска;
Условие, указанное в выражении WHERE, принимает одно из двух логических значений: true (ИСТИНА) или false (ЛОЖЬ). Другими словами, это логическое выражение. При обработке запроса условие проверяется для каждой записи таблицы. Если оно истинно для данной записи, то она выбирается и будет представлена в результатной таблице. В противном случае запись не выбирается и в результатную таблицу не попадает. Если выражение WHERE не указано в SQL-выражении, то результатная таблица будет содержать все записи из таблицы, заданной в выражении FROM. Таким образом, выражение WHERE определяет фильтр записей. Фильтр что-то пропускает в результатную таблицу, а что-то отбрасывает.
Фильтр — одно из основных понятий в области работы с базами данных. В литературе иногда можно встретить различные его трактовки. Так, "отфильтровать записи" может означать "получить записи", а может наоборот — "отбраковать записи". Здесь понятия "отфильтровать", "пропустить через фильтр" или "наложить фильтр" всегда означают "выбрать записи, удовлетворяющие условию фильтра".
Сразу за оператором SELECT до списка столбцов можно применять ключевые слова ALL (все) и DISTINCT (отличающиеся), которые указывают, какие записи представлять в результатной таблице. Если эти ключевые слова не используются, то подразумевается, что следует выбрать все записи, что также соответствует применению ключевого слова ALL. В случае использования DISTINCT в результатной таблице представляются только уникальные записи. При этом если в исходной таблице находятся несколько идентичных записей, то из них выбирается только первая.
Примечание
В Microsoft Access кроме ключевых слов ALL и DISTINCT после SELECT можно использовать ключевое слово ТОР с дополнительными параметрами. Выражение ТОР n требует, чтобы в выборку данных попали только первые n записей, удовлетворяющих заданному условию запроса. Это ограничение условия поиска нужных записей, формулируемого в выражении WHERE. Если исходная таблица очень большая, то DISTINCT может ускорить получение ответа.
В Access можно использовать и выражение ТОР n PERCENT, чтобы указать, что n выражается в процентах от общего количества записей. Не трудно понять, что использование такого выражения направлено не на ускорение поиска, а на получение таблицы, избавленной от лишних данных.
Заголовки столбцов в результатной таблице можно переопределить по своему усмотрению, назначив для них так называемые псевдонимы. Для этого в списке столбцов после соответствующего столбца следует написать выражение вида: AS заголовок_столбца
Например:
SELECT ClientName AS Клиент, Address AS Адрес FROM Клиенты;
Псевдонимы также можно задать и для каждой таблицы после ключевого слова FROM. Для этого достаточно указать псевдоним через пробел сразу после имени соответствующей таблицы. Псевдонимы таблиц, более короткие, чем их имена, удобно использовать в сложных запросах. Например:
SELECT Т1.Имя, Т2.Адрес FROM Клиенты Т1, Контакты Т2;
Уточнения запроса
Основное SQL-выражение для выборки данных имеет вид:
SELECT списокСтолбцов FROM списокТаблиц;
Такой запрос возвращает таблицу, полученную из указанной в операторе FROM путем выделения в ней только тех столбцов, которые определены в операторе SELECT. Для выделения требуемых записей (строк) исходной таблицы используется выражение, следующее за ключевым словом (оператором) WHERE. Оператор WHERE является наиболее часто используемым, хотя и не обязательным в SQL-выражении. Именно из-за популярности его можно считать основным компонентом SQL-выражения. Кроме WHERE, в SQL-выражениях используются и другие операторы, позволяющие уточнить запрос.
Для уточнения запроса на выборку данных служит ряд дополнительных операторов:
· WHERE (где) — указывает записи, которые должны войти в результатную таблицу (фильтр записей);
· GROUP BY (группировать по) — группирует записи по значениям определенных столбцов;
· HAVING (имеющие, при условии) — указывает группы записей, которые должны войти в результатную таблицу (фильтр групп);
· ORDER BY (сортировать по) — сортирует (упорядочивает) записи.
Эти операторы не являются обязательными. Их можно совсем не использовать, или использовать лишь некоторые из них, или все сразу. Если применяются несколько операторов, то в SQL-выражении они используются в указанном в списке порядке. Таким образом, запрос данных из таблицы с применением всех перечисленных операторов уточнения запроса имеет следующий вид:
SELECT списокСтолбцов FROM имяТаблицы
WHERE условиеПоиска
GROUP BY столбецГруппировки
HAVING условиеПоиска
ORDER BY условиеСортировки;
Порядок перечисления операторов в SQL-выражении не совпадает с порядком их выполнения. Однако знание порядка выполнения операторов поможет вам избежать многих недоразумений. Итак, перечисленные операторы SQL-выражения выполняются в следующем порядке, передавая друг другу результат в виде таблицы:
1. FROM — выбирает таблицу из базы данных; если указано несколько таблиц, то выполняется их декартово произведение и результирующая таблица передается для обработки следующему оператору.
2. WHERE — из таблицы выбираются записи, отвечающие условию поиска, и отбрасываются все остальные.
3. GROUP BY — создаются группы записей, отобранных с помощью оператора WHERE (если он присутствует в SQL-выражении); каждая группа соответствует какому-нибудь значению столбца группирования. Столбец группирования может быть любым столбцом таблицы, заданной в операторе from, а не только тем, который указан в SELECT.
4. HAVING — обрабатывает каждую из созданных групп записей, оставляя только те из них, которые удовлетворяют условию поиска; этот оператор используется только вместе с оператором GROUP BY.
5. SELECT — выбирает из таблицы, полученной в результате применения перечисленных операторов, только указанные столбцы.
6. ORDER BY — сортирует записи таблицы. При этом в условии сортировки можно обращаться лишь к тем столбцам, которые указаны в операторе SELECT.
Допустим, среди таблиц вашей базы данных имеется таблица Клиенты, которая содержит столбцы с именами: имя, Адрес, Сумма_заказа и, возможно, какие-то другие. Семантика этой таблицы тривиальна. В ней фиксируются данные о клиентах и денежные суммы, которые они заплатили вашей фирме, пользуясь ее услугами.
Рис. 1. Таблица Клиенты
Предположим, нас интересуют не все данные этой таблицы, а только те, которые касаются клиентов, заплативших фирме более 500 (сейчас не важно, в какой валюте производились оплаты). Точнее, нам нужны имена и адреса клиентов, которые заплатили фирме более 500 денежных единиц. Таким образом, нам необходимо получить не все, что содержится в таблице Клиенты, а лишь некоторую ее часть, как по столбцам, так и по записям. Для этой цели подойдет следующее SQL-выражение:
SELECT Имя, Адрес FROM Клиенты WHERE Сумма_заказа > 500;
Это SQL-выражение представляет собой запрос, который на естественном языке выглядит приблизительно так:
ВЫБРАТЬ СТОЛБЦЫимя, Адрес ИЗ ТАБЛИЦЫклиенты ГДЕ Сумма_заказа > 500;
Здесь из таблицы клиенты выбираются записи, в которых значение столбца Сумма_заказа превышает 500. При этом в результатной таблице будут представлены только два столбца таблицы Клиенты: Имя и Адрес.
Столбец Сумма_заказа, имеющийся в исходной таблице, в данном случае не выводится (отсутствует в результирующей таблице). Впрочем, если бы вам потребовалось увидеть конкретные суммы, превышающие 500, то для этого было бы достаточно указать в списке столбцов, следующем за оператором SELECT, еще и столбец Сумма_заказа.
Рис. 2. Результат запроса 'WHERE Сумма_заказа > 500'
Следующее SQL-выражение создает виртуальную таблицу, содержащую три Столбца: Регион, Имя и Адрес. Из таблицы Клиенты выбираются только те записи, в которых Сумма__заказа превышает 500, и они группируются по значениям столбцов Регион, Имя и Адрес. Это означает, что в результатной таблице записи, имеющие одинаковые значения в столбце Регион, будут расположены рядом друг с другом. Наконец, все записи в результатной таблице упорядочиваются по значениям столбца Имя (рис. 3).
SELECT Регион, Имя, Адрес FROM Клиенты
WHERE Сумма_заказа > 500
GROUP BY Регион, Имя, Адрес
ORDER BY Имя;
Рис. 3. Результат запроса 'WHERE Сумма_заказа > 500'
с группировкой 'GROUP BY Регион, Имя, Адрес' и сортировкой 'ORDER BY Имя'
Оператор выборки записей из исходной таблицы может соседствовать с другими SQL-операторами.
Оператор WHERE
Условия поиска в операторе WHERE (где) являются логическими выражениями, т. е. принимающими одно из двух возможных значений — true (ИСТИНА) или false (ЛОЖЬ). Например, выражение Сумма_заказа > 500 является истинным (имеет значение true), если в текущей записи таблицы значение столбца Сумма_заказа превышает 500. В противном случае это выражение ложно (имеет значение false). Одно и то же логическое выражение может быть истинным для одних записей и ложным для других. Вообще говоря, в SQL логические выражения могут принимать еще и неопределенное значение. Это происходит тогда, когда в выражении некоторые элементы имеют значение NULL. Тaким образом, в SQL мы имеем дело не с классической двузначной, а с трехзначной логикой.
Выражение, следующее за оператором WHERE, возвращает одно из трех значений: true, false или NULL. При выполнении запроса (SQL-выражения) логическое выражение WHERE применяется ко всем записям исходной таблицы. Если оно истинно для данной записи исходной Таблицы, то эта запись выбирается и будет представлена в результатной таблице; в противном случае запись не попадет в результатную таблицу.
При составлении логических выражений используются специальные ключевые слова и символы операций сравнения, которые называют предикатами. Предикат впервые появился в SQL: 1999. Например, в выражении Сумма_заказа > 500 применен предикат сравнения (>).
Выражения с оператором WHERE используются не только при выборке данных (т.е. с оператором SELECT), но и при вставке, модификации и удалении записей. Таким образом, материал данного раздела имеет значение, выходящее за границы рассматриваемой темы о выборке данных.
Наиболее часто используются предикаты сравнения, такие как (=), (<),(>), (<>), (<=) и (>=). Однако имеются и другие. Далее приведен список всех предикатов:
· предикаты сравнения:
(=) - равно, (<) - меньше, (>) - больше, (< >) – не равно,
(<=) – меньше или равно (не больше), (>=) - больше или равно (не меньше);
· BETWEEN;
· IN, NOT IN;
· LIKE, NOT LIKE;
· IS NULL;
· ALL, SOME, ANY;
· EXISTS;
· UNIQUE;
· DISTINCT;
· OVERLAPS;
· MATCH;
· SIMILAR.
Примечание
В обычных процедурных языках программирования перечисленные символы сравнения называются операторами сравнения, а не предикатами, но как бы мы ни называли все, что связано с символами сравнения, суть остается неизменной.
BETWEEN
Предикат BETWEEN (между) позволяет задать выражение проверки вхождения какого-либо значения в диапазон, определяемый граничными значениями. Например:
WHERE Сумма_заказа BETWEEN 100 AND 750
Здесь ключевое слово AND представляет собой логический союз И. Граничные значения (в примере это 100 и 750) входят в диапазон. Причем первое граничное значение должно быть не больше второго.
Эквивалентным приведенному является выражение с предикатами сравнения:
WHERE Сумма_заказа >= 100 AND Сумма_заказа <= 750
Кроме данных числового типа, в выражениях с BEETWEEN можно использовать данные следующих типов: символьные, битовые, даты-времени. Так например, чтобы выбрать записи, в которых имена клиентов находятся в диапазоне от А до Ж, можно использовать такое выражение:
SELECT Имя, Адрес FROM Клиенты
WHERE Имя BETWEEN 'А' AND ' Ж';
IN и NOT IN
Предикаты IN (в) и NOT IN (не в) применяются для проверки вхождения какого-либо значения в заданный список значений. Например, для выборки записей о клиентах из некоторых регионов можно использовать такое выражение:
SELECT Имя, Адрес FROM Клиенты
WHERE Регион IN ('Северо-запад', 'Ставропольский край',
'Иркутская область');
Если требуется получить данные о всех клиентах не из Москвы и Северо-Запада, то можно использовать предикат NOT IN:
SELECT Имя, Адрес FROM Клиенты
WHERE Регион NOT IN ('Москва', 'Санкт-Петербург');
LIKE и NOT LIKE
Предикаты LIKE (похожий) и NOT LIKE (не похожий) применяются для проверки частичного соответствия символьных строк. Например, столбец Телефон в некоторой таблице содержит полные номера телефонов, а вам требуется выбрать лишь те записи, в которых номера телефонов начинаются с 348 или содержат такое сочетание цифр.
Критерий частичного соответствия задается с помощью двух символов-масок: знака процента (%) и подчеркивания (_). Знак процента означает любой набор символов, в том числе и пустой, а символ подчеркивания — любой одиночный символ. Например, чтобы выбрать записи о клиентах, у которых номера телефонов начинаются с 348, можно использовать такое выражение:
SELECT Имя, Адрес, Телефон FROM Клиенты
WHERE Телефон LIKE '348%';
Допустим, столбец Адрес содержит полный почтовый адрес (индекс, название города, улицы и т. д.). Если вам требуется выбрать записи о клиентах, проживающих в Санкт-Петербурге, то для этого подойдет следующее выражение:
SELECT Имя, Адрес, Телефон FROM Клиенты
WHERE Адрес LIKE '%Санкт-Петербург%';
Если вы хотите исключить всех клиентов, проживающих в Москве, то воспользуйтесь таким выражением:
SELECT Имя, Адрес, Телефон FROM Клиенты
WHERE Адрес NOT LIKE '%Москва%';
Возможно, вам потребуется выбрать записи, срдержащие символы процента и/или подчеркивания. Тогда необходимо, чтобы такие символы воспринимались интерпретатором SQL не как символы-маски. Чтобы знак процента или подчеркивания воспринимался буквально, перед ним необходимо указать специальный управляющий символ. Этот символ можно определить произвольно, лишь бы он не встречался в качестве элемента данных. В следующем примере показано, как это можно сделать:
SELECT- Имя, Адрес, Процент_скидки FROM Клиенты
WHERE Процент_скидки LIKE '20#%'
ESCAPE '#';
Здесь за ключевым словом ESCAPE указывается символ, который используется в качестве управляющего. Таким же способом можно отключить и сам управляющий символ.
IS NULL
Предикат IS NULL применяется для выявления записей, в которых тот или иной столбец не имеет значения. Например, для получения записей о клиентах, для которых не указан адрес, можно использовать следующее выражение:
SELECT Имя, Адрес, Регион FROM Клиенты
WHERE Адрес IS NULL;
Для получения записей, в которых столбец Адрес содержит некоторые определенные значения (т. е. отличные от NULL), можно использовать аналогичное выражение, но с логическим оператором NOT (не):
SELECT Имя, Адрес, Регион FROM Клиенты
WHERE Адрес IS NOT NULL;
Не следует использовать предикаты сравнения с NULL, такие как Адрес = NULL.